KR20180074772A - 3d 인쇄 디바이스를 사용하여 대상물을 생산하는 방법 및 디바이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배출 디바이스(24)를 갖는 적어도 하나의 인쇄 헤드(22)를 구비한 3D 인쇄 디바이스(10)를 사용함으로써 대상물(40)을 생산하는 방법에 관한 것이며, 여기서 배출 디바이스(24)는 대상물(40)을 생성하여 생산하기 위해 원하는 포지션에 인쇄 화합물(42)을 배치하도록 설계된다. 특히, 여기서는 인쇄 헤드(22)의 포지션이 포지션 측정 디바이스(20)에 의해 연속적으로 결정되고, 인쇄 화합물(42)이 인쇄 헤드(22)의 연속적으로 결정된 포지션에 따라 배출 디바이스(24)에 의해 배치되는 것이 제공된다. 본 발명의 다른 양태는 상기 방법에 의해 생산된 엘라스토머 부품, 3D 인쇄 디바이스(10), 및 상기 방법을 수행하도록 설계된 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.

Description

3D 인쇄 디바이스를 사용하여 대상물을 생산하는 방법 및 디바이스
본 발명은 적어도 하나의 배출 디바이스를 갖는 적어도 하나의 인쇄 헤드를 갖는 3D 인쇄 디바이스를 사용하여 대상물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 여기서 배출 디바이스는 대상물을 적층 제조하기 위해 목표 포지션에 인쇄 재료를 배치하도록 설정된다. 본 발명의 다른 양태는 상기 방법에 의해 생산된 엘라스토머 부품, 3D 인쇄 디바이스, 및 상기 방법을 수행하도록 설정된 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
많은 상이한 적층 제조(additive manufacturing) 방법이 프로토타입, 단기 물품(short run), 또는 개별 물품의 생산을 위해 공지되어 있다. 3D 인쇄라고도 하는 이러한 방법에 공통적인 것은 물품 또는 대상물이 컴퓨터 모델에 기초하여 직접 제조된다는 것이다. 대상물의 생산을 위해, 예를 들어 분말은 경화제를 도포하여 선택적으로 통합되며, 제조될 대상물에 따른 패턴으로 분말에 경화제가 도포된다. 다른 방법은 분말이 정의된 패턴에 따라 원하는 형태로 레이저로 녹음으로써 분말이 통합되는 레이저 소결, 및 대상물이 용융 플라스틱으로부터 층별로 생산되는 용융 필라멘트 제조를 포함한다. 마찬가지로, 예를 들어 UV 방사의 작용에 의해, 액체가 노즐로 드롭별(dropwise)로 방출되어 경화되는 공지된 방법이 있다.
DE 10 2011 012 412 A1 및 DE 10 2011 012 480 A1은 적어도 2개, 바람직하게는 50 내지 200개의 인쇄 헤드 노즐을 갖는 인쇄 헤드 배열을 갖는 3D 구조의 단계별 생산을 위한 디바이스 및 방법을 설명하며, 이는 상이한 감광성을 갖는 임의적으로 다수의 광 가교 결합 가능한 재료의 위치 선택적 도포를 가능하게 하고, 여기서 광 가교 결합 가능한 재료는 전자기 방사선, 특히 레이저의 초점 영역에서의 2 광자 또는 다 광자 공정에 의해 위치 선택적 방식으로 연속적으로 통합된다. 잉크젯 인쇄에 의한 광 가교 결합 가능한 재료의 도포는 광 가교 결합 가능한 재료의 점도에 특별한 요구를 한다. 예를 들어, 광 가교 결합 가능한 재료는 200mPa·s 미만, 특히 80mPa·s 미만, 보다 바람직하게는 40mPa·s 미만의 점도를 특징으로 한다. 2 광자 또는 다 광자 중합에 의해 도포된 재료의 충분한 가교 결합을 달성하기 위해, 레이저 파장에 정합된 광개시제 및 광 가교 결합 가능한 그룹을 함유하는 중합성 가교제 성분에 대한 요건이 있으며, 여기서 광 가교 결합 가능한 그룹은 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 우레탄 아크릴레이트, 우레탄 메타크릴레이트, 우레아 아크릴레이트, 및 우레아 메타크릴레이트의 클래스에 속한다. 그러나, 기술된 공정은 실리콘 엘라스토머로 이루어진 몰딩의 생산에 부적합하다. 첫째로, 사용되는 광개시제, 감광제, 동시 개시제 등은 오직(비극성) 실리콘 재료에 대한 용해성이 적으며, 이는 흐려짐, 미세상 분리, 및 불균질성을 야기한다. 전술한 광 가교 결합 가능한 그룹으로 작용화된 실리콘의 자유 라디칼 경화는 가교 결합 속도를 상당히 낮추고 조잡한(tacky) 표면을 초래하는 산소에 의해 야기된 억제의 문제를 갖는 것으로 알려져 있다. 예를 들어, 아크릴레이트 그룹의 함수 밀도를 증가시킴으로써 이 효과가 반대로 되는 경우, 그 결과는 비탄성 취성 가황물이다. 마지막으로,(특히 광 중합 가능한 그룹의 낮은 함수 밀도에 의해 야기되는) 다 광자 중합에 필요한 펄싱된 펨토초 레이저에 의해 생성된 극히 높은 국소 광자 밀도는 실리콘에서 분해 반응(탄화)을 시작하며, 이는 허용할 수 없는 변색 및 재료 손상을 야기한다.
가교 결합 가능한 재료의 위치 선택적 도포는 예를 들어 압출에 의해 이행될 수 있다. DE 10 2012 204 494 A1은 상처 치료용 실리콘으로 된 1차 드레싱의 생산을 설명하며, 그 생산 방법 중 하나는 3D 인쇄에 의한 것이다. 1차 드레싱은 필라멘트 3D 인쇄와 유사하게 노즐을 통한 실리콘 고무 재료의 사행 연속 압출 및 후속하는 가교 결합에 의해 형성된 그리드 또는 그물의 형태를 취한다.
가교 결합 가능한 재료의 위치 선택적 도포는 또한 2D 잉크젯 프린터와 유사하게 다수의 노즐을 갖는 인쇄 헤드로 이행될 수 있다. WO 2008/151063은 잉크젯 인쇄 헤드의 사용에 기초한 디바이스를 개시한다. 이는 활성제의 첨가로 경화되는 모델링 액체를 사용하여 행해진다. 이를 위해, 장치는 다수의 인쇄 헤드를 가지며, 여기서 하나의 인쇄 헤드는 모델링 액체를 방출하고, 다른 인쇄 헤드는 활성제를 방출한다.
US 2012/0156319 A1은 통합 가능한 재료로부터 3차원 대상물의 생산을 위한 디바이스에 관한 것이다. 디바이스는 통합 가능한 재료가 액상으로 전환되고 저장조로 도입되는 처리 유닛을 포함한다. 재료는 대상물을 형성하기 위해 개별 드롭의 형태로 방출 유닛을 통해 저장조에서 방출된다.
EP 0 915 760 B1은 지각 가능한 구조가 표면 상에 생성되는 3차원 인쇄 방법을 개시한다. 구조는 표면에 액적의 제어된 도포에 의해 생성되며, 여기서 다수의 상이한 부분 섹션이 만들어질 수 있다. 여기서, 인접한 하위 섹션은 상이한 재료로 생성될 수 있다. 도포 후, 도포된 재료는 UV 방사선으로 경화된다.
DE 10 2013 003 167 A1은 적층 제조에 의한 3차원 물품을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법에서, 적어도 하나의 통합 가능한 재료가 물품을 생산하기 위해 제어된 방식으로 배출된다. 전개 시에, 물품의 구조적으로 상이한 영역이 제조되며, 상이한 영역에서의 전개에 대한 선택된 구성 기준에 따라 공간 구조가 제조된다.
DE 10 2011 106 614 A1은 3차원 물품의 생산을 위한 방법 및 디바이스에 관한 것으로서, 여기서 물품은 원래 상태가 액상이거나 액화될 수 있는 통합 가능한 재료로 구성된다. 액체 재료는 액적의 형태로 배출되고 대상물을 생산하도록 대상물 캐리어 상에 위치된다. 대상물 캐리어 및 재료를 위한 출구 오리피스가 서로에 대해 정렬될 수 있으며, 출구 오리피스의 하나의 축은 대상물 캐리어에 대해 변위 가능하다.
DE 10 2005 050 185 A1은 3D 인쇄에 의한 의료용 제품의 생산을 위한 수지 제제를 개시한다. 3D 인쇄 방법에서, 먼저, 혼합물이 액체 상태로 전환되도록 가열된다. 액체 상태에서, 재료는 3차원 물품의 층별 구조로 잉크젯 노즐을 통해 방출된다. 노즐로부터 빠져 나온 후에, 재료는 고형화되고 UV 방사선으로 경화될 수 있다.
현재까지의 선행 기술로부터 공지된 적층 방법에 의해 달성 가능한 대상물의 품질은 사출 성형에 의해 생산된 비교 가능한 대상물의 일정한 품질에 도달하지 못했다. 또한, 생산된 대상물의 산업적 이용에 필수 불가결한, 최종 제품의 균일한 품질을 보장하는 것이 공지된 방법으로는 불가능하다.
본 발명의 한 가지 목적은 예를 들어 표면 및 형상 진실성과 관련하여 고품질의 대상물이 생산 가능한, 대상물의 적층 생산을 위한 개선된 방법 및 대응하는 디바이스를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 생산된 대상물의 균일한 품질이 보장될 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
3D 인쇄 디바이스를 사용하여 대상물을 생산하는 방법이 제안된다. 3D 인쇄 디바이스는 적어도 하나의 배출 디바이스를 갖는 적어도 하나의 인쇄 헤드를 가지며, 여기서 배출 디바이스는 대상물을 적층 제조하기 위해 목표 포지션에 인쇄 재료를 배치하도록 설정된다. 또한, 인쇄 헤드의 포지션은 포지션 측정에 의해 지속적으로 결정되고, 프린트 재료는 인쇄 헤드의 지속적으로 결정된 포지션에 따라 배출 디바이스에 의해 배치된다.
보다 상세하게는, 3D 인쇄 디바이스에서 다양한 인쇄 재료에 대해 기술적으로 상이한 것을 포함하는 다수의 배출 디바이스를 제공하는 것이 가능하며, 이들은 이러한 방식으로 동작된다.
3D 인쇄 디바이스는 적어도 하나의 인쇄 헤드의 적어도 하나의 배출 디바이스로부터 인쇄 재료의 배출에 의해 대상물이 쌓여 올려지는 베이스 플레이트를 포함한다. 여기서, 베이스 플레이트 및 적어도 하나의 인쇄 헤드는 서로 상대적으로 이동되며, 모두 3개의 공간 방향 X, Y, 및 Z에서 상대적 이동이 가능하다. 이를 위해, 예를 들어, 적어도 하나의 인쇄 헤드는 X 및 Y 방향으로 이동 가능하도록 배열될 수 있고, 베이스 플레이트는 Z 방향으로 이동 가능하도록 배열될 수 있다. 여기서, 다른 구성을 또한 고려할 수 있다; 예를 들어, 베이스 플레이트는 Y 방향으로 이동 가능하도록 배열될 수 있고, 적어도 하나의 인쇄 헤드는 X 및 Z 방향으로 이동 가능하도록 배열될 수 있다. 선택적으로 또는 추가적으로, 베이스 플레이트 및/또는 인쇄 헤드는 임의의 원하는 공간 배열이 가능하도록 회전 가능하도록(pivotable) 구성될 수 있다.
각각의 배출 디바이스는 재료가 배출 디바이스로부터 배출되는 방향을 정의하는 배출 축을 갖는다. 통상적으로, 배출 축은 베이스 플레이트에 대해 직각을 이루도록 베이스 플레이트를 기준으로 배향된다. 임의적으로, 3D 인쇄 디바이스는 배출 축의 정렬이 베이스 플레이트에 대해 추가로 변경될 수 있도록 구성될 수 있다.
배출 디바이스는 바람직하게는 배출 축의 방향으로 개별적인 격리된 액적의 형태로, 일련의 액적으로서, 또는 가닥(strand)의 형태로 인쇄 재료를 방출하도록 설정된다. 이 형식들 사이에서 흐름 전이가 가능하다. 이 설명의 맥락에서, 배출 디바이스로부터 배출되고 베이스 플레이트 또는 대상물 상에 배치된 인쇄 재료의 액적은 복셀(voxel)이라고 한다. 배치된 인쇄 재료는 복셀 또는 가닥을 의미하는 것으로 이해된다. 사용되는 인쇄 재료는 바람직하게는 적어도 공정 중에 자유롭게 유동하는 형태이고 배출 후에 경화될 수 있는 재료이다.
개별 액적의 방출을 위해, 배출 디바이스는 잉크젯 프린터의 노즐의 방식과 유사하게 인쇄 재료의 액적을 베이스 플레이트의 방향으로 토출하는 하나 이상의 노즐을 포함할 수 있다. 따라서, 이들 노즐은 분사 노즐로이라고도 한다. 다양한 실시예가 본 기술분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있다. 분사 노즐은 요구 시에만 제어된 방식으로 액적을 방출하도록 설정된다. 분사 노즐의 바람직한 실시예에서, 인쇄 재료의 배출 시에, 상이한 크기의 액적이 생성될 수 있도록 액적의 체적이 영향을 받을 수 있다.
예를 들어, 인쇄 재료가 가열되고, 발생하는 기포의 액적이 분사 노즐에서 나오는 분사 노즐의 가열 요소를 제공하는 것이 가능하며; 이는 버블젯으로 공지되어 있다.
다른 옵션은 전압으로 인해 변형되고, 그 결과 분사 노즐로부터 액적을 분출할 수 있는 피에조(piezo) 요소의 배열이다. 이러한 종류의 잉크젯 인쇄 방법은 종래의 인쇄 및 3차원 물품은 광 중합 가능한 잉크로부터 층별로 쌓여 올려지는 이른바 3D 인쇄로부터 본 기술분야의 통상의 기술자에게 원리가 공지되어 있다. 잉크젯 인쇄 또는 멀티젯 3D 인쇄에서 사용되는 바와 같은 이러한 종류의 인쇄 헤드는 통상적으로 예컨대 점도가 50mPa.s 미만인 저점도 인쇄 잉크 또는 인쇄 재료를 투여할 수 있다.
본 발명의 방법에서의 인쇄 헤드에서, 피에조 요소를 갖는 제트 밸브에 기초한 배출 디바이스를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 수 피코리터(picoliter, pL)의 액적에 대한 액적 체적(2pL는 약 0.035㎛의 액적 직경에 대응함)이 달성될 수 있는 저점도 재료, 및 노즐 직경이 50 내지 500㎛ 사이인 피에조 인쇄 헤드가 바람직하며 나노리터 범위(1 내지 100nL)의 액적 체적이 생성될 수 있는 실리콘 고무 재료와 같은 중점도 재료와 고점도 재료 양자 모두의 배출을 가능하게 한다. 저점도 재료(< 100mPa·s)의 경우, 이 인쇄 헤드는 매우 높은 투여 주파수(약 1-30kHz)로 액적을 퇴적할 수 있는데 반해, 고점도 재료(> 100Pa·s)의 경우, 유동학적 속성(전단 박화 특성)에 따라 약 500Hz까지의 투여 주파수가 달성될 수 있다. 적절한 분사 노즐은 예를 들어 DE 10 2011 108 799 A1에 설명되어 있다.
인쇄 재료의 가닥의 방출을 위해, 인쇄 재료는 저장조 용기, 예를 들어 카트리지, 주사기, 또는 통으로부터 압력 하에 노즐을 통해 가닥으로 짜내어지고, 대상물을 형성하기 위해 베이스 플레이트 상에 선택적으로 퇴적된다. 이러한 종류의 배출 디바이스는 본 설명의 맥락에서 디스펜서라고 한다. 압력은 예를 들어, 공기 압력 또는 기계적 수단, 예를 들어 소형 압출기, 피스톤 펌프, 또는 편심 나사에 의해 구축될 수 있다. 다양한 실시예가 본 기술분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있다.
배출된 인쇄 재료로 대상물을 구성하기 위해, 인쇄 재료는 정의된 방식에 따라 베이스 플레이트 상에 퇴적되어 제1 재료층을 형성한다. 제1 재료층이 형성된 후에, 예를 들어, 배출 디바이스와 베이스 플레이트 사이의 거리가 증가되고 다음 재료층이 전개된다. 추가 재료층이 뒤따르며, 이들 각각은 원하는 대상물이 완료될 때까지 정의된 방식에 따라 퇴적된다.
인쇄 재료는 템플릿으로부터 도출된 방식에 따라 배출된다. 템플릿은 일반적으로 CAD(Computer-Aided Design) 소프트웨어로 설계되었거나, 물품의 3차원 스캐닝으로 만들어졌다. 재료 배출을 위한 방식의 도출을 위해, 소프트웨어는 통상적으로 템플릿의 수평 섹션을 계산하며, 이들 섹션 각각은 재료층에 대응한다. 후속하여, 인쇄 재료가 각각의 층에 어떻게 위치되어야 하는지에 대한 계산이 이루어진다. 여기서 고려되는 것은 인쇄 재료가 복셀의 형태로, 가닥의 형태로, 또는 복셀과 가닥의 조합으로 배출되는지 여부이다.
적절하다면, 지지 재료의 배치가 또한 방식의 도출에 허용된다. 인쇄 재료가 공간에 자유롭게 부유하도록(free-floating) 배치될 수 없기 때문에, 생산될 대상물이 공동, 언더컷, 돌출부, 자체 지지 또는 얇은 벽의 부분을 갖는 경우에는 지지 재료의 배치가 필요할 수 있다. 지지 재료는 인쇄 공정 중에 공동을 채우고 그 위에 인쇄 재료를 배치시키고 경화시킬 수 있도록 기초 또는 비계의 역할을 한다. 인쇄 공정이 종료된 후에, 지지 재료는 다시 제거되고 대상물의 공동, 언더컷 및 돌출부, 자체 지지 또는 얇은 벽의 기하학적 구조가 소거된다. 일반적으로, 사용된 지지 재료는 인쇄 재료의 재료와 상이한 재료이다. 대상물의 기하학적 구조에 따라, 지지 재료의 필요한 형상이 계산된다. 지지 재료의 형상의 계산에서, 예를 들어 최소량의 지지 재료를 사용하거나 제품의 스케일에 대한 진실성을 증가시키기 위해 다양한 전략을 사용하는 것이 가능하다.
수평 섹션으로부터 재료 배출을 위한 방식의 도출에서, 다양한 이동 전략을 사용하는 것이 가능하며, 여기서 이동 전략의 선택은 생산된 대상물의 속성에 영향을 미칠 수 있다. 복셀의 형태로 배출하는 경우, 예를 들어 듀얼 이동 전략, 횡단(xing)( "교차") 이동 전략 또는 경계 이동 전략을 사용하는 것이 가능하다.
듀얼 이동 전략에서, 적어도 하나의 인쇄 헤드는 베이스 플레이트에 대하여 선택된 주 인쇄 방향으로 라인별로 앞뒤로 이동되고, 인쇄 재료는 라인별로 투여된다. 각각의 라인 후에, 인쇄 헤드는 인쇄된 라인과 직각으로 한 라인 너비만큼 더 이동 되고, 그 다음에 인쇄 재료의 배출이 반복된다. 공정은 종래의 잉크젯 프린터의 인쇄와 유사하다.
횡단 이동 전략은 매우 상당히 듀얼 이동 전략과 일치한다. 듀얼 이동 전략과 대조적으로, 주 인쇄 방향은 매 재료층 후에 또는 매 n번째 재료층(여기서 n은 자연수) 후에 90°만큼 회전된다. 이는 재료층의 회전이 인쇄 재료의 균일한 분포를 보장하기 때문에 대상물의 치수 안정성의 보다 정확한 준수를 가져온다.
듀얼 이동 전략과 또한 횡단 이동 전략의 이점은 예를 들어 대상물의 가장자리의 고정밀도가 달성될 수 있다는 것이다.
경계 이동 전략에서, 각각의 재료층에 대해, 먼저 대상물의 외주가 생산되고, 후속하여 예를 들어 듀얼 이동 전략 또는 횡단 이동 전략에 의해 둘러싸인 영역이 채워진다. 경계 이동 전략에서, 인쇄될 층의 외주는 인쇄될 층의 내부 또는 대상물의 내부 체적보다 높은 해상도로 보다 작은 복셀로 생성될 수 있다. 생산될 대상물의 내부에서, 생산될 대상물의 기하학적 치수의 정확도 또는 표면 품질에 임의의 영향을 미치는 연관된 낮은 해상도 없이, 채우기 위해 보다 큰 복셀을 사용하는 것이 가능하다.
명명된 이동 전략은 기본 패턴이다. 또한, 적절하다면, 동일한 대상물의 범위 내에서 결합 및 변경될 수 있다. 상이한 이동 전략 사이의 혼합된 형태도 고려할 수 있다.
이동 전략의 선택 외에, 인쇄 재료가 복셀의 형태를 취하다면, 재료 배출을 위한 방식의 생성에 복셀 오프셋을 포함시키는 것이 또한 가능하다. 이 경우, 복셀은 층 내에서 직교 패턴으로 엄격하게 정렬되지 않고, 서로 오프셋되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 거의 구형 복셀의 경우, 매 두 번째 라인이 복셀 직경의 절반만큼 오프셋되어 배치될 수 있다. 이렇게 하면 직교 그리드와 비교하여 라인 분리를 감소시킬 수 있다. 복셀은 보다 조밀하게 배치되고 표면 품질이 향상된다. 복셀의 오프셋은 가장자리 선명도를 저하시킬 수 있다.
재료층의 평면에 복셀의 오프셋 배치에 추가적으로 또는 대안적으로, 서로 오프셋된 2개의 인접한 평면의 복셀을 배치하는 것이 가능하다.
배출 디바이스가 상이한 크기의 복셀을 배치하도록 설정되었다면, 특히 대상물의 가장자리의 영역에서, 보다 높은 가장자리 선명도를 달성하기 위해 배치된 인쇄 재료의 크기를 변경하는 것이 추가로 가능하다. 바람직하게는, 복셀이 배치되는 장소 및 그 크기는 대상물의 가장자리가 최대 정확도로 재생되도록 선택된다. 예를 들어, 가장자리 영역에서는, 개별 복셀보다는 다수 개의 보다 작은 복셀이 위치된다. 달성 가능한 가장자리 선명도 및/또는 표면 품질은 결과적으로 증가한다.
이 방법에서, 인쇄 헤드의 포지션이 포지션 측정 유닛에 의해 지속적으로 결정되는 것이 바람직하다. 결과적으로, 베이스 플레이트, 따라서 생산될 대상물에 대한 인쇄 헤드의 상대적 포지션이 확립된다. 바람직하게는, 이를 위해, 포지션은 3개의 공간 방향 X, Y, 및 Z 각각에 대해 결정된다. 포지션은 적어도 베이스 플레이트에 평행한 평면에 있는 공간 방향에 대해 결정된다.
예를 들어, 대상물의 생산이 중단되어야 한다면, 인쇄 헤드의 포지션의 일정한 결정은 유리하다. 이러한 종류의 중단은 예를 들어 사용된 배출 디바이스를 세척하기 위해 필요할 수 있다. 이를 위해, 인쇄 헤드는 이미 부분적으로 형성된 대상물이 제거된 안전한 포지션에 있을 수 있으며, 거기서 세척이 된다. 예를 들어 세척 중에 인쇄 헤드에 전달되는 힘을 통한 세척 시에 인쇄 헤드의 임의의 포지션 변화는 이전과 같이 지속적으로 결정되고 인쇄 동작이 다시 계속될 때 고려된다. 바람직한 실시예에서, 3D 인쇄 디바이스는 자동 세척을 가능하게 하는 세척 스테이션을 포함한다. 클리닝 간격은 바람직하게는 처리되는 인쇄 재료에 따라 조정될 수 있도록 프로그래밍 가능하다. 깨끗한 노즐의 경우에만 원하는 복셀, 즉 가닥 기하학적 구조가 보장되므로, 세정은 품질 보증을 위한 것이다.
중단의 다른 이유는 안전 디바이스의 트리거링일 수 있다. 인쇄 헤드는 움직이는 부품이며, 예를 들어 손이 움직이는 부품에 가까워지면 3D 인쇄 디바이스의 사용자가 부상 당할 위험이 있다. 따라서, 종래 기술에서는, 사용되는 포지션 설정 유닛으로의 전력 공급을 정지시키는 비상 오프 스위치가 통상적이었다. 인쇄 헤드의 관성 때문에 또는 인쇄 헤드에 외부 힘이 가해지기 때문에, 전력 공급이 중단된 후에도 계속 움직일 수 있으므로, 인쇄 헤드의 실제 위치는 마지막으로 알려진 목표 포지션과 상이할 수 있다. 유리하게는, 비상 오프 스위치가 트리거링되더라도 인쇄 헤드의 포지션이 여전히 계속적으로 결정되도록 포지션 측정 유닛의 동작이 계속된다. 이를 위해, 포지션 측정 유닛에 대한 전력 공급기가 포지션 설정 유닛의 전력 공급기와 분리되는 것이 바람직하다. 이는 인쇄 헤드가 포지션 설정 유닛의 전원 공급기의 복구 후에 목표 포지션으로 다시 안내된다는 점에서 대상물의 끊김없는 연속 생산을 가능하게 한다. 유리하게는, 따라서, 특히 비상 스위치 오프 후에 불량품으로 처리되었을 값비싼 3D 대상물을 완성하고 보존하는 것이 가능하다.
인쇄 헤드의 실제 포지션의 지속적인 결정의 다른 이점은 정의된 포지션에 도달하지 못하는 것이 인식될 수 있다는 것이다. 결정된 인쇄 헤드의 실제 포지션이 주어진 허용치를 초과한 만큼 상이할 때 정의된 목표 포지션에 도달되지 않은 것으로 간주된다. 예를 들어 이는 예를 들어 0.1 내지 0.5mm 범위로 고정될 수 있다. 예를 들어, 사실상 구형인 복셀의 직경 또는 가닥의 직경에 기초하여 복셀 또는 가닥의 크기에 대한 허용치를 정의하는 것도 고려 가능하다. 예를 들어, 측정된 포지션이 정의된 기간 내의 임의의 시간에 허용 범위 내의 목표 포지션에 대응하지 않을 때, 포지션에 "도달되지 않은" 것으로 간주될 수 있다. 도달되지 않은 포지션은 예를 들어 제어 유닛으로 다시 통신되고, 그 다음에 정보는 추가로 처리, 예를 들어 기록되고 인쇄 동작의 나머지를 제어하는 데 사용된다.
이 방법에서, 인쇄 재료가 인쇄 헤드의 지속적으로 결정된 포지션에 따라 배출 디바이스에 의해 배치되는 경우도 있다. 인쇄 재료는 추정된 목표 포지션에 기초해서가 아니라, 확인된 실제 포지션을 고려하여 각각의 경우에 배출 디바이스를 통해 배출된다.
유리하게는, 배치된 인쇄 재료의 실제 포지션에 대한 지식이 획득된다. 인쇄될 대상물의 품질의 개선에 있어서, 배치되는 인쇄 재료의 실제 포지션에 대한 지식이 높은 관련성을 갖는다는 것이 인식되어 왔다. 이러한 지식으로, 제어된 방식으로 인쇄하는 동안 복셀의 체적 및 크기 및/또는 가닥의 직경을 조정하는 것이 가능하다. 본 발명의 맥락에서, 배치된 복셀 및 가닥의 실제 포지션에 따라 이동 전략, 경화 전략, 및/또는 예를 들어 복셀 변위를 조정함으로써 품질을 개선하는 것도 가능하다. 따라서, 본 발명의 방법에 의해 생산된 대상물은 사출 성형된 대상물의 품질과 비슷하거나 초과하는 품질을 가질 수 있음이 발견되었다.
배치된 복셀 및 가닥의 실제 포지션에 대한 지식은 특히 인쇄 재료를 배출하는 데 사용되는 방식의 결정 시에 고려될 수 있다. 바람직하게는, 방식은 인쇄 헤드의 결정된 포지션에 따라 지속적으로 업데이트된다. 또한, 배치된 복셀 및 가닥의 실제 포지션에 대한 지식은 지지 재료의 계획 및 배치에서 고려될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 오류로 배치되지 않은 인쇄 재료가 결정된다. 정의된 포지션에 인쇄 헤드가 도달되지 않으면, 정의된 포지션에서 의도한대로 인쇄 재료가 배출되는 것이 가능하지 않다. 이는 오류로 배치되지 않은 인쇄 재료로서 대상물에서 나타난다. 오류로 배치되지 않은 인쇄 재료가 인식되면, 바람직하게는 인쇄 재료가 배치되어야 할 포지션과 함께 기록된다. 배치되지 않은 인쇄 재료를 재인쇄하기 위해, 인쇄 헤드는 기록된 포지션으로 다시 이동되고 배출이 반복된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 오류로 배치되지 않은 인쇄 재료는 경화되기 전에 결정되고 재인쇄될 수 있다. 경화 이전에 배치되지 않은 인쇄 재료의 재인쇄는 아직 경화되지 않은 인쇄 재료가 여전히 서로 끊김없이 본딩될 수 있으므로 이점이 있다. 사용된 인쇄 재료는 바람직하게는 도포 후에 여전히 자유롭게 유동하여, 배치된 인쇄 재료가 서로 합쳐져, 배치된 인쇄 재료 사이에 매끄러운 전이를 초래할 수 있다.
배치되지 않은 인쇄 재료의 재인쇄에 대안적으로 또는 추가적으로, 오류 메시지 또는 경고 메시지가 발행될 수 있다. 도달되지 않은 포지션은 인쇄 헤드의 포지션을 설정하는 데 사용되는 포지션 설정 유닛에 문제가 있음을 나타낼 수 있기 때문에 이는 권장된다.
바람직한 실시예에서, 배출 디바이스의 기능이 모니터링된다. 이를 위해, 배출 디바이스로부터 배출된 인쇄 재료를 인식하는 센서 유닛이 제공될 수 있다. 센서 유닛은 바람직하게는 비접촉 형태로, 예를 들어 광 배리어에 의한 광학 형태로 구성될 수 있다. 도달된 포지션에서 배출되지 않은 인쇄 재료는 배출 디바이스에 문제가 있음을 나타낼 수 있다. 이러한 문제는 예를 들어 막힌 노즐 또는 인쇄 헤드로의 인쇄 재료의 공급에서의 기포일 수 있다. 3D 인쇄 디바이스가 세척 스테이션을 구비한다면, 막힌 노즐의 인식 시에, 세척 동작이 자동으로 개시될 수 있다.
인쇄 재료의 경화는 방사선에 의해 또는 열적 수단에 의해, 보다 바람직하게는 위치 선택적 방식으로, 또는 방사선 또는 열적 수단에 의해 전체 영역에 걸쳐 행해지는 것이 바람직하다. 따라서, 제안된 공정에서, 배치된 후에 방사선 또는 열의 작용을 통해 경화될 수 있는 인쇄 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
위치 선택적 노출은 열 또는 방사선 소스가 베이스 플레이트에 대해 이동 가능한 방식으로 배열되고 대상물의 선택된 영역에 대해서만 작용한다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 면적(areal) 노출은 열 또는 방사선 소스가 전체 대상물 또는 대상물의 전체 재료층에 걸쳐 동시에 작용한다는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
예를 들어, 제안된 공정의 경우, 화학 방사선의 작용을 통해 경화될 수 있는 인쇄 재료가 바람직하게는 UV/VIS 방사선의 작용에 의해 사용된다. UV 방사선 또는 UV 광은 100nm 내지 380nm 범위의 파장을 가지고, 한편 가시광(VIS 방사선)은 380 내지 780nm 범위의 파장을 갖는다. 바람직하게는, 인쇄 재료에 대한 UV/VIS 방사선의 작용은 노출 유닛을 통해 영향을 받는다.
열적 수단에 의해 경화되는 인쇄 재료의 경우, 위치 선택적 또는 면적 열 처리를 행하기 위해 적외선 소스(IR)를 사용하는 것이 가능하다.
본 발명의 방법에서, 사용되는 인쇄 재료는 보다 바람직하게는 UV/VIS 유도 첨가 반응을 통해 가교 결합하는 실리콘 고무 재료이다. UV/VIS 유도 가교 결합은 열 가교 결합보다 이점이 있다. 첫째로, UV/VIS 방사선의 강도, 작용 시간, 및 작용 장소가 정확하게 판단될 수 있는 반면, 방출된 인쇄 재료의 가열(및 후속하는 냉각)은 비교적 낮은 열전도성 때문에 항상 지연된다. 실리콘의 본질적으로 매우 높은 열 팽창 계수로 인하여, 열 가교 결합에서 필연적으로 존재하는 온도 구배는 형성되는 대상물의 스케일에 대한 진실성에 악영향을 미치는 기계적 응력을 야기하며, 이는 극단적인 경우에 허용할 수 없는 형상의 왜곡을 야기할 수 있다.
UV/VIS 유도 첨가 가교 결합 실리콘 고무 재료는 예를 들어 DE 10 2008 000 156 A1, DE 10 2008 043 316 A1, DE 10 2009 002 231 A1, DE 10 2009 027 486 A1, DE 10 2010 043 149 A1, 및 WO 2009/027133 A2에 기술되어 있다. 가교 결합은 감광성 하이드로실릴화 촉매의 UV/VIS 유도 활성화를 통해 일어나며, 감광성 하이드로실릴화 촉매로는 백금 착물이 바람직하다. 기술 문헌은 광을 배제한 상태로는 거의 비활성이고, 250-500nm의 파장을 갖는 광의 조사로 실온에서 활성인 백금 촉매로 전환될 수 있는 다수의 감광성 백금 촉매를 기술하고 있다. 이의 예는(η-디올레핀)(σ-아릴)백금 착물(EP 0 122 008 A1; EP 0 561 919 B1), Pt(II)-β-디케토네이트 착물(EP 0 398 701 B1), 및(η5-클로펜타디에닐)트리(σ-알킬)(IV) 착물(EP 0 146 307 B1, EP 0 358 452 B1, EP 0 561 893 B1)이다. MeCpPtMe3, 및 예를 들어 EP 1 050 538 B1 및 EP 1 803 728 B1에 기술된 바와 같이, 백금 상에 존재하는 기의 치환을 통해 이로부터 도출된 착물이 특히 바람직하다. UV/VIS 유도 방식으로 가교 결합하는 인쇄 재료는 단일 또는 다중 성분 형태로 제제화될 수 있다.
UV/VIS 유도 첨가 가교 결합의 속도는 많은 인자, 특히 백금 촉매의 성질 및 농도, UV/VIS 방사선의 작용의 강도, 파장, 및 지속 시간, 실리콘 고무 재료의 투명도, 반사율, 층 두께, 및 조성, 및 온도에 의존한다.
백금 촉매는 바람직하게는 실온에서 충분히 빠른 가교 결합을 가능하게 하도록 촉매적으로 충분한 양으로 사용된다. 전체 실리콘 고무 재료에 대한 Pt 금속의 함량을 기준으로 0.1 내지 500중량ppm의 촉매, 바람직하게는 0.5 내지 200중량ppm, 보다 바람직하게는 1 내지 50중량ppm을 사용하는 것이 바람직하다.
UV/VIS 유도 방식으로 첨가 가교 결합되는 실리콘 고무 재료의 경화를 위해, 파장 240 내지 500nm, 보다 바람직하게는 250 내지 400nm, 보다 바람직하게는 350 내지 400nm, 보다 바람직하게는 365nm의 광을 사용하는 것이 바람직하다. 20분 미만, 바람직하게는 10분 미만, 보다 바람직하게는 1분 미만의 실온에서의 가교 결합 시간을 의미하는 것으로 이해되는 빠른 가교 결합을 달성하기 위해, 10mW/cm2 내지 20000mW/cm2 사이, 바람직하게는 30mW/cm2 내지 15000mW/cm2 사이의 전력, 및 150mJ/cm2 내지 20000mJ/cm2 사이, 바람직하게는 500mJ/10000mJ/cm² 사이의 방사선량을 갖는 UV/VIS 방사선 소스를 사용하는 것이 권장된다. 이러한 전력 및 선량 값의 범위 내에서, 최대 2000s/cm² 내지 최소 8ms/cm² 사이의 영역 특정 조사 시간을 달성하는 것이 가능하다.
경화의 구현을 위해, 경화 전략이 사용된다. 바람직하게는, 인쇄 재료의 경화는 인쇄 재료층의 배치 또는 인쇄 재료의 다수의 층의 배치에 뒤따르거나, 인쇄 중에 직접 이행된다.
인쇄 중에 직접 인쇄 재료를 경화하는 것은 다이렉트 경화 전략이라고 한다. 다른 경화 전략과 비교하여, UV/VIS 방사선에 의해 경화 가능한 인쇄 재료가 사용되는 경우, UV/VIS 소스는 매우 오랜 기간 동안 활성화되고, 따라서 매우 낮은 강도로 작동할 수 있으며, 이는 대상물을 통한 가교 결합 속도를 느리게 한다. 이는 온도 피크로 인해 대상물의 팽창이 일어나지 않기 때문에, 대상물의 가열을 제한하고 실제 스케일의 대상물을 야기한다.
층별 경화 전략에서, 모든 완전한 재료층의 배치 후에 배치된 재료층의 방사선 유도 가교 결합이 뒤따른다. 이 동작 중에, 새로 인쇄된 층은 아래에 있는 경화된 인쇄된 층에 본딩된다. 경화는 인쇄 재료의 배치 직후에 따르지 않으므로, 인쇄 재료는 경화되기 전에 이완할(relax) 시간을 갖는다. 따라서, 인쇄 재료가 서로 합쳐지며, 이는 다이렉트 경화 전략보다 매끄러운 표면을 달성할 수 있음을 의미한다.
n번째 층 경화 전략에서, 절차는 n개의 재료층(여기서 n은 자연수)의 배치 후에만 경화가 행해진다는 것을 제외하고는 층별 경화 전략의 절차와 유사하다. 인쇄 재료의 이완에 이용 가능한 시간이 추가로 증가되며, 이는 표면 품질을 더 개선한다. 그러나, 인쇄 재료의 흐름으로 인해, 달성 가능한 가장자리 선명도의 감소가 있을 수 있다.
바람직한 실시예에서, 경화 전략은 배치되지 않은 인쇄 재료의 재인쇄와 부합된다. 예를 들어, 배치된 재료층의 가교 결합이 층별 경화 전략 또는 n번째 층 경화 전략에 의해 이행되기 전에, 오류로 배치되지 않은 인쇄 재료의 재인쇄에 의해 각각의 경우에 재료층의 인쇄가 뒤따를 수 있다.
생산될 대상물의 속성은 인쇄 재료의 배치 시에 사용된 파라미터, 특히 배출 디바이스의 파라미터의 적절한 선택에 의해 영향을 받을 수 있다. 영향을 받을 수 있는 대상물의 속성의 예는 가장자리 선명도, 표면 품질, 및 치수 안정성이다. 생산될 대상물의 속성은 인쇄의 시작 전에 배출 디바이스의 구성에 의해 결정된다.
일부 분사 또는 디스펜서 동작 파라미터는 본 발명의 맥락에서, 예를 들어 하나 이상의 재료층 이후에, 또는 심지어 복셀에서 복셀로, 가닥에서 가닥으로, 복셀에서 가닥으로, 또는 가닥에서 복셀로, 보다 구체적으로는 이미 배치된 복셀 및 가닥의 알려진 실제 포지션에 따라, 각각의 경우에, 인쇄 중에 변경될 수 있으며, 이는 생산될 대상물의 속성의 재조정을 가능하게 한다.
바람직하게는, 복셀 형태의 인쇄 재료의 경우, 대상물의 가장자리 선명도는 복셀 크기의 조정에 의해 재조정되고, 및/또는 대상물의 표면 품질은 복셀 오프셋의 조정에 의해 재조정되고, 및/또는 대상물의 치수 안정성은 배출 디바이스의 이동 전략의 조정에 의해 재조정된다. 복셀 크기는 분사 파라미터의 구성에 의해 본 명세서에서 설명된 바와 같이 변경될 수 있다.
바람직하게는, 가닥 형태의 인쇄 재료의 경우, 대상물의 가장자리 선명도 및 표면 품질은 체적 유량의 조정에 의해 재조정되고, 및/또는 대상물의 치수 안정성은 배출 디바이스의 이동 전략의 조정에 의해 재조정된다. 체적 유량은 디스펜서 파라미터의 구성에 의해 본 명세서에 설명된 바와 같이 변경될 수 있다.
가장자리 선명도는 인쇄 재료가 배치되지 않는 대상물 외부의 영역에 대한 인쇄 재료가 배치되는 대상물에 속하는 영역의 한정의 선명도를 의미하는 것으로 이해된다. 전이가 갑작스러울수록, 가장자리 선명도가 높아진다. 통상적으로, 복셀의 크기 또는 가닥의 직경이 감소될 때 가장자리 선명도가 개선된다. 반대로, 복셀의 크기 또는 가닥의 직경이 증가될 때 가장자리 선명도가 떨어진다. 또한, 가장자리 선명도의 측면에서, 대상물 경계의 반경이 또한 정확도의 척도로서 취해질 수 있다.
표면 품질은 표면의 매끄러움을 의미하는 것으로 이해된다. 고품질의 표면은 완전히 연속적이고 매끄럽다. 이러한 종류의 표면은 예를 들어 사출 성형에 의해 이상적으로 달성된다.
치수 안정성은 대상물의 기하학적 치수의 스케일에 대한 진실성, 즉, 템플릿의 치수로부터의 편차가 있다면 단지 작은 편차를 갖는다는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
인쇄 헤드의 결정된 포지션에 따른 방식의 업데이트에 추가적으로 또는 대안적으로, 인쇄 헤드 및/또는 대상물이 배치되는 베이스 플레이트의 포지션은 정확한 포지션을 추정하기 위해 인쇄 헤드의 지속적으로 결정된 포지션에 따라 재조정될 수 있다. 이를 위해, 인쇄 헤드 또는 베이스 플레이트의 포지션 설정을 위해 사용되는 포지션 설정 유닛은 인쇄 헤드의 지속적으로 측정된 포지션, 즉 실제 위치가 정의된 목표 포지션을 추적하기 위해 지속적으로 사용되도록 작동된다. 이를 위해, 목표 포지션으로부터 실제 포지션의 편차가 최소화되도록 포지션 설정 유닛이 작동되는 폐쇄 루프 제어 시스템을 사용하는 것이 가능하다.
결과적으로, 포지션 설정 유닛에서 스테퍼 모터를 사용하여, 발생하는 임의의 스텝 손실을 인식하고 이를 직접 보상할 수 있다. 결과적으로, 스테퍼 모터를 사용하지 않고, 상이한 전기 모터, 예를 들어 DC 모터를 포지션 설정 유닛에 대한 구동부로 사용하는 것도 가능하다. 두 경우 모두, 인쇄 헤드의 정확한 포지션 설정이 유리하게 보장된다.
바람직하게는, 인쇄 헤드의 포지션에 더해, 인쇄 헤드의 순간 속도가 지속적으로 결정되고, 프린트 재료는 인쇄 헤드의 지속적으로 결정된 포지션 및 인쇄 헤드의 지속적으로 결정된 순간 속도에 따라 배치된다. 가닥 형태의 인쇄 재료의 경우, 이는 바람직하게는 체적 유량의 설정에 의해 행해진다.
여기서, 체적 유량은 단위 시간당 배출되는 인쇄 재료의 체적이다. 가닥의 배치 시에, 인쇄 헤드는 베이스 플레이트 또는 대상물에 대해 가닥의 배출 중에 배출 디바이스와 함께 이동한다. 베이스 플레이트 또는 대상물에 배치된 가닥의 형상은 체적 유량 및 인쇄 헤드의 순간 속도, 및 베이스 플레이트로부터의 거리, 또는 노즐의 마지막 층까지의 침투 깊이에 의존한다. 따라서, 배치된 가닥의 형상이 원하는 형상에 대응하도록 체적 유량을 순간 속도에 맞추기 위해 정의된 양의 인쇄 재료를 배치하는 것이 유리하다.
복셀의 경우, 인쇄 헤드의 순간 속도를 지속적으로 결정하는 것을 또한 권장할 수 있다. 복셀은 배출된 인쇄 재료의 액적이며, 이는 배출 디바이스로부터 배출된 후, 배출 디바이스로부터 베이스 플레이트 또는 대상물 상으로 떨어진다. 여기서, 액적은 인쇄 헤드의 순간 속도에 따른 비행 경로를 기술한다. 비행 경로에 따라 차례로, 액적 또는 복셀이 실제로 배치되는 베이스 플레이트 또는 대상물 상의 포지션이 이루어진다. 따라서, 복셀 형태의 인쇄 재료의 경우에도 순간 속도를 고려하는 것이 유리하다.
바람직하게는, 제안된 방법은 엘라스토머 부품, 특히 실리콘 엘라스토머 부품인 대상물의 생산 시에 사용된다. 엘라스토머 부품의 생산을 위해, 상기에서 제안된 인쇄 재료 중 하나를 사용하는 것이 바람직하다. 엘라스토머, 특히 실리콘 엘라스토머는 3D 인쇄 공정에 특정 요구를 부과하는데, 이들 재료가 예를 들어 열가소성 플라스틱과는 대조적으로 탄성이 있어, 대상물의 생산 중에 변형될 수 있기 때문이다. 또한, 3D 인쇄 중에 배치된 액상 내지 페이스트 인쇄 재료가 유동할 수 있도록, 가교 결합되지 않은 재료는 경화될 때까지 자유롭게 유동한다. 보다 특히, 배출 디바이스에서 이들 재료의 매우 적은 체적의 신뢰 가능한 투여량은 어렵고, 따라서 인쇄 재료의 신뢰성 가능한 배치는 제안된 방법에 의해서만 보장될 수 있다. 또한, 오류로 배치되지 않은 인쇄 재료가 제안된 바와 같이 재인쇄되지 않으면, 대상물 내의 갭 또는 결함이 생길 것이며, 이는 예를 들, 불완전하게 연속적이고, 고르지 않고, 및/또는 거친 표면, 또는 포획된 공기 또는 가스 체적의 형태로 나타날 수 있다.
본 발명은 또한 제안된 방법에 의해 생산된 엘라스토머 부품, 특히 실리콘 엘라스토머 부품에 관한 것이다. 엘라스토머 부품은 바람직하게는 전술한 인쇄 재료 중 하나를 사용하여 구성된다.
제안된 공정에 의해 생산된 엘라스토머 부품은 사출 성형에 의해 생산된 엘라스토머 부품의 품질에 상응하거나 심지어 초과할 수 있는 품질에 있어서 주목할 만하다. 동시에, 표면이 원하는 대로 조정될 수 있다. 표면은 예를 들어 특히 규칙적인 구조를 고려하여 구조화될 수 있거나, 매끄럽고 및/또는 완전히 연속적일 수 있다. 많은 사출 성형된 대상물과 비교하여, 본 발명에 따라 생산된 엘라스토머 부품은 또한 임의의 포획된 공기 또는 기포를 갖지 않는다. 따라서, 예를 들어 의료용으로도 적합한, 신뢰 가능한 물리적 속성을 갖는 기계적으로 응력을 가할 수 있는 대상물이 생산될 수 있다. 예를 들어, 광학 렌즈의 경우 탄성, 또는 매끄러운 속성, 또는 등방성 광학 투명성을 보장하는 것이 가능하다. 또한, 그 기하학적 구조가 주조 방법에 사용되는 몰드에 의해 제한되지 않는다는 것이 엘라스토머 부품의 특징이다. 따라서, 엘라스토머 부품은 언더컷 및/또는 밀폐된 공동을 가질 수 있다. 엘라스토머 부품은 또한 사출 성형 부품, 특히 몰드 절반의 분리 시에 그리고 러너(runner) 시스템에서 발생하는 버(burr)가 없다.
또한, 본 발명에 따라 제안되는 것은 컴퓨터 프로그램이 프로그래밍 가능한 컴퓨터 디바이스 상에서 실행될 때, 본 명세서에서 설명된 방법의 제어를 수행하는 컴퓨터 프로그램이다. 컴퓨터 프로그램은 예를 들어 3D 인쇄 디바이스의 작동을 위한 애플리케이션 또는 프로그램 모듈일 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 기계 판독 가능 저장 매체 상에, 예를 들어 영구적인 또는 재기록 가능한 저장 매체 상에, 또는 컴퓨터 디바이스 또는 탈착 가능한 CD-ROM, DVD, 블루레이 디스크, 또는 USB 스틱의 할당부에 저장될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 디바이스 상에, 예를 들어 인터넷과 같은 데이터 네트워크, 또는 예를 들어 전화선 또는 무선 연결과 같은 통신 연결을 통해 다운로드하기 위한 서버 상에 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 3D 인쇄 방법에 의한 대상물의 생산을 위한 위한 3D 인쇄 디바이스를 제공하는 것이다. 3D 인쇄 디바이스는 적어도 하나의 배출 디바이스를 갖는 적어도 하나의 인쇄 헤드를 가지며, 여기서 배출 디바이스는 대상물을 적층 생산하기 위해 인쇄 재료를 목표 포지션에 배치하기 위해 제어 유닛을 갖는다. 3D 인쇄 디바이스는 또한 인쇄 헤드의 포지션이 지속적으로 결정될 수 있는 포지션 측정 유닛을 가지며, 여기서 포지션 측정 유닛은 배출 디바이스의 제어 유닛에 연결되고, 여기서 배출 디바이스는 인쇄 헤드의 지속적으로 결정된 포지션에 따라 인쇄 재료를 배치하도록 설정된다.
3D 인쇄 디바이스는 본 명세서에서 설명된 방법 중 하나를 실행하도록 설계 및/또는 설정된다. 따라서, 본 방법의 맥락에서 설명된 특징은 3D 인쇄 디바이스에 대응하여 개시되고, 반대로 3D 인쇄 디바이스의 맥락에서 설명된 특징은 그 방법에 대응하여 개시된다.
배출 디바이스는 제어 유닛을 갖는다. 제어 유닛은 인쇄 헤드의 결정된 포지션에 따라 배출 디바이스에 의한 인쇄 재료의 배치를 제어한다. 또한, 제어 유닛은 이를 위해 예를 들어 인쇄 헤드의 순간 속도와 같은 추가 입력 파라미터를 또한 사용할 수 있다. 여기서, 순간 속도는 예를 들어 인쇄 헤드의 지속적으로 결정된 포지션으로부터 제어 유닛에 의해 계산될 수 있다, 즉 인쇄 헤드의 포지션이 2개의 시점에서 결정되고, 결정된 포지션들 사이의 차이가 형성되고, 2개의 시점 사이에 경과된 시간에 의해 나누어진다.
제어 유닛은 예를 들어 포지션 측정 유닛 및 배출 디바이스에 연결된 마이크로 제어기를 포함할 수 있다. 제어 유닛은 별도의 유닛으로서 또는 3D 인쇄 디바이스의 기계 제어 시스템과 조합하여 실행될 수 있다. 기계 제어 시스템은 마찬가지로 마이크로 제어기를 포함할 수 있으며, 이 경우 이는 포지션 설정 유닛에 연결된다.
포지션 설정 유닛은 베이스 플레이트에 대해 적어도 하나의 인쇄 헤드를 위치시키도록 설정되며, 여기서 상대적 포지션은 적어도 3개의 공간 축 X, Y, 및 Z을 따라 조정 가능하고, 가능하게는 또한 회전 가능하다. 포지션 설정 유닛은 적어도 하나의 모터를 포함하며, 통상적으로 적어도 하나의 별도의 모터가 모든 조정 가능한 공간 축마다 제공된다. 모터는 예를 들어 전기 모터로서, 특히 스테퍼 모터로서 실행된다.
배출 디바이스는 제어 유닛 또는 디스펜서에 의해 작동되는 분사 노즐을 갖는다. 일 실시예에서, 3D 인쇄 디바이스는 인쇄 헤드에 할당된 다수의 구성된 배출 디바이스를 가지며, 이는 인쇄 헤드의 지속적으로 결정된 포지션에 따라 인쇄 재료를 배치하도록 설정된다. 여기의 인쇄 헤드는 다수의 상이한 배출 디바이스, 예를 들어 하나 이상의 분사 노즐 및 하나 이상의 디스펜서를 가질 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 인쇄 재료는 디스펜서(들)에 의해 대상물의 내부에 배치될 수 있고, 대상물의 표면은 분사 노즐(들)로 고품질로 생산될 수 있다. 대안적으로, 인쇄 헤드가 다수의 등가의 배출 디바이스를 포함하는 것으로 생각할 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 다수의 대상물이 동시에 적층 생산될 수 있거나, 단일 대상물의 구성 시에 병렬로 다수의 배출 디바이스로 작업하는 것이 가능하다. 두 경우 모두, 전체적으로 필요한 인쇄 시간이 감소된다.
배출 디바이스로서 분사 노즐인 경우에, 제어 유닛은 분사 노즐이 복셀을 배출하는 때를 정의한다. 또한, 제어 유닛은 복셀의 크기를 정의할 수 있다.
배출 디바이스로서 디스펜서인 경우에, 제어 유닛은 디스펜서가 가닥의 형태로 인쇄 재료의 배출을 시작하는 때 및 배출이 종료되는 때를 정의한다. 또한, 체적 유량, 즉 어느 시간 내에 얼마나 많은 인쇄 재료가 배출되는지는 제어 유닛에 의해 정의될 수 있다.
지지 재료가 사용된다면, 인쇄 헤드는 지지 재료를 위한 하나 이상의 추가 배출 디바이스를 가질 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 적절한 배출 디바이스를 갖는 추가 인쇄 헤드가 지지 재료의 배출을 위해 제공되는 것이 또한 가능하다.
포지션 측정 유닛은 적어도 하나의 인쇄 헤드의 포지션을 지속적으로 결정하도록 설정된다. 이를 위해, 포지션 측정 유닛은 인쇄 헤드의 포지션을 정해진 레이트로 측정을 하여 그것을 제어 유닛에 송신할 수 있다.
포지션 측정 유닛은 바람직하게는 포지션 설정 유닛에 의해 조정 가능한 모든 축 또는 공간 방향을 참조하여 포지션의 측정을 하도록 설정된다.
포지션 측정 유닛은 적어도 베이스 플레이트에 평행한 평면 내에서 인쇄 헤드의 포지션을 결정하도록 설정된다. 공간에서 인쇄 헤드의 포지션을 결정하도록 설정하는 것이 바람직하다.
포지션 측정 유닛은 바람직하게는 모터, 로터리 엔코더, 광학 스케일, 특히 유리 스케일, GPS 센서, 레이더 센서, 초음파 센서, LIDAR 센서, 및/또는 적어도 하나의 광 배리어에 적어도 하나의 스텝 카운터를 갖는다. 모터의 스텝 카운터는 특히 비접촉 스위치, 예를 들어 자기 센서, 특히 홀(Hall) 센서로 구성될 수 있다.
3D 인쇄 디바이스는 바람직하게는 인쇄될 대상물의 템플릿 또는 컴퓨터 모델을 포함하는 주 제어기를 추가로 가지며, 여기서 배출 디바이스의 제어 유닛 및 주 제어기는 서로 간의 양방향 통신을 위해 설정된다.
주 제어기는 예를 들어 이더넷 또는 WLAN과 같은 데이터 네트워크를 통해, 또는 예를 들어 직렬 연결 또는 USB와 같은 연결을 통해, 예를 들어 제어 유닛과 통신하는 컴퓨터로서 실행될 수 있다.
컴퓨터 모델은 주 제어기에 임의의 파일 포맷으로 기록될 수 있다. 표준 파일 포맷은 예를 들어 STL, OBJ, CLI/SLC, PLY, VRML, AMF, STEP, IGES를 포함한다. 설명된 방법의 실행에서, 주 제어기는 모델을 통해 가상 수평 슬라이스를 생성한다(슬라이싱이라고 함). 이러한 수평 섹션은 후속하여 인쇄 재료가 대상물의 적층 구성을 위해 어떻게 위치되어야 하는지를 기술하는 방식을 계산하는 데 사용된다. 여기서 고려되는 것은 인쇄 재료가 복셀의 형태로, 가닥의 형태로, 또는 복셀과 가닥의 조합의 형태로 배출되는지 여부이다. 대상물의 형상이 지지 재료의 배치를 필요로 한다면, 주 제어기는 바람직하게는 지지 재료를 배치하기 위한 방식을 생성하도록 설정된다. 지지 재료의 계산 및 배치는 또한 분리된 방식으로 이행될 수 있다.
대상물의 생산 중에, 주 제어기 및 제어 유닛은 서로 통신하여, 주 제어기가 인쇄 헤드의 결정된 포지션 및 임의적으로 추가로 결정된 파라미터에 따라 방식을 업데이트할 수 있다. 주 제어기는 또한 발생하는 오류 및/또는 오류로 배치되지 않은 인쇄 재료에 관한 메시지를 수신할 수 있으며, 이는 대응하여 고려될 수 있다.
인쇄 헤드의 포지션을 주 제어기에 직접 피드백하는 것은 주 제어기가 인쇄 헤드의 이동 경로에 직접 영향을 주게 할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 헤드가 인쇄 재료가 배치되는 실제 인쇄 동작 중에 대상물에 대해 일정한 속도로 이동하도록, 대상물 외부에서의 인쇄 헤드를 가속 및 감속시키는 것이 가능하다. 특히 고속에서는, 따라서 공진 또는 진동을 피하거나 감소시키는 것이 가능하며, 이는 대상물의 보다 높은 품질을 가져온다. 대상물 외부에서의 가속은 유휴 런에서 보다 짧은 데드 시간을 가져오고, 이는 인쇄에 필요한 시간이 감소시키고 차례로 대상물 당 인쇄 비용을 감소시킨다.
UV/VIS 하에서 경화되는 인쇄 재료가 사용되면, 3D 인쇄 디바이스는 바람직하게는 UV/VIS 소스를 갖는다. 위치 선택적 노출의 경우에, UV/VIS 소스는 베이스 플레이트에 대해 이동 가능하도록 배열되고 대상물의 선택된 영역만을 조명한다. 전체 영역 노출의 경우, 일 변형예에서, UV/VIS 소스는 전체 대상물 또는 대상물의 전체 재료층이 동시에 노출되도록 구성된다. 바람직한 변형예에서, UV/VIS 소스는 그 광 강도 또는 그 에너지가 가변적으로 조정될 수 있고 UV/VIS 소스가 임의의 시간에 대상물의 단지 하위 영역만을 노출시키도록 설계되며, 임의적으로 상이한 강도의 UV/VIS 광으로 전체 대상물을 노출될 수 있는 방식으로 상기 UV/VIS 소스를 대상물에 대해 이동시키는 것이 가능하다. 예를 들어, 이를 위해, UV/VIS 소스는 UV/VIS LED 바(bar)로 구성되며, 대상물에 대해 또는 인쇄된 대상물 위로 이동된다.
바람직하게는, 3D 인쇄 디바이스는 적어도 하나의 인쇄 헤드의 배출 디바이스의 자동 클리닝을 가능하게 하는 클리닝 스테이션을 포함한다. 인쇄 헤드의 포지션의 지속적인 결정으로 인해, 세척은 또한 대상물의 생산 중에 행해질 수 있다. 이를 위해, 인쇄가 중단되고 인쇄 헤드는 청소 스테이션으로 이동된다. 클리닝 동작을 수행한 후, 인쇄 헤드는 인쇄 재료가 배치될 다음 포지션으로 정확하게 안내되고 인쇄 동작이 계속된다.
도면이 단지 개략적인 형태로 본 발명의 요지를 도시지만, 도면은 본 발명의 작동 예를 도시한다. 도면을 참조하여 이하에 도시되고 설명된 작동 예는 본 발명의 요지를 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다. 청구항의 범위 내에서 가능한 다수의 변형은 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
도 1은 본 방법의 작동 예의 개략도를 도시하고,
도 2는 3D 인쇄 디바이스의 개략적 구성을 도시하고,
도 3은 다양한 이동 전략을 도시하고,
도 4는 복셀의 배치에 대한 다양한 옵션을 도시한다.
다음의 본 발명의 작업 예에 대한 설명에서, 동일하거나 유사한 구성 요소 및 요소는 동일하거나 유사한 참조 번호로 식별되며, 이 경우 이러한 구성 요소 또는 요소에 대한 반복된 설명은 개별적인 경우에 생략된다.
도 1은 본 발명의 방법의 작동 예의 절차의 개략도를 도시한다. 생산될 대상물에 대한 템플릿이 주 제어기(12)에 기록되어 있다. 주 제어기(12)는 이를 사용하여 대상물을 생산하기 위해 인쇄 재료가 배치되어야 하는 장소를 설명하는 방식을 결정한다. 이 장소는 목표 포지션이다. 이 목표 포지션은 제어 유닛(14)에 송신된다. 제어 유닛(14)은 기계 제어 시스템(16)에 연결된다. 기계 제어 시스템(16)에 의해, 인쇄 헤드(22)를 목표 포지션으로 이동시키기 위해 포지션 설정 유닛(18)이 작동된다. 대안적으로, 기계 제어 시스템(16)은 주 제어기 유닛(12)(미도시)에 직접 연결될 수 있다.
인쇄 헤드(22)의 이동은 포지션 측정 유닛(20)에 의해 모니터링된다. 포지션 측정 유닛(20) 및 포지션 설정 유닛(18)/인쇄 헤드(22)는 인쇄 헤드(22)의 임의의 포지션 변화가 포지션 측정 유닛(20)에 의해 결정되는 방식으로, 특히 기계적 연결에 의해 서로 결합된다. 포지션 측정 유닛(20)은 인쇄 헤드(22)의 결정된 포지션을 다시 제어 유닛(14)에 통신한다.
인쇄 헤드(22)는 대상물의 구성을 위해 인쇄 재료를 배치하도록 설치된 적어도 하나의 배출 디바이스(24)를 포함한다. 제어 유닛(14)은 배출 디바이스(24)에 연결되고 인쇄 재료의 배출을 제어한다. 여기서, 제어 유닛(14)은 포지션 측정 유닛(20)에 의해 지속적으로 결정된 인쇄 헤드(22)의 포지션에 따라 배출 디바이스(24)를 작동시킬 수 있다. 따라서, 인쇄 재료는 예를 들어 인쇄 헤드(22)가 목표 포지션에 있다는 추정 하에서가 아니라, 실제 결정된 실제 포지션을 고려하여 배치된다.
또한, 인쇄 헤드(22)의 결정된 포지션은 양방향 연결을 통해 제어 유닛(14)에 의해 주 제어 시스템(12)에 피드백될 수 있다. 이는 주 제어 시스템(12)으로 하여금 인쇄 재료가 이미 배치되어 있는 결정된 포지션에 따라 인쇄 재료의 추가 배치를 계획하게 하도록 한다.
또한, 도시된 바와 같이, 포지션 측정 유닛(20)은 또한 인쇄 헤드(22)의 지속적으로 결정된 포지션을 기계 제어 시스템(16)에 통신할 수 있다. 본 방법의 일 변형예에서, 기계 제어 시스템은 이 피드백의 결과로서 오류 메시지를 생성하고, 인쇄 헤드(22)가 목표 포지션에 도달할 수 없는 경우 이를 제어 유닛(14)에 통신할 수 있다. 목표 포지션으로부터 포지션 결정 유닛(20)에 의해 결정된 인쇄 헤드(22)의 포지션의 편차가 최소화되는 방식으로 포지션 설정 유닛(18)을 작동시키기 위해 폐 루프 제어 회로를 구현하는 것이 또한 가능하다. 이를 위해, 인쇄 헤드(22)의 실제 포지션은 포지션 설정 유닛(18)에 의해 목표 포지션에 대해 지속적으로 재조정될 수 있으며, 이는 본 개시 내용의 맥락에서 정확한 포지션을 차지하기 위한 재조정이라고도 한다.
도 2는 3D 인쇄 디바이스(10)의 개략도를 도시한다. 3D 인쇄 디바이스(10)는 생산될 대상물(40)에 대한 템플릿을 포함하고 제어 유닛(14)에 연결된 주 제어 시스템(12)을 포함한다. 3D 인쇄 디바이스(10)는 대상물(40)이 인쇄 재료(42)의 배치에 의해 적층되어 쌓여 올려지는 베이스 플레이트(30)를 더 포함한다.
인쇄 재료(42)를 배치하기 위해, 도시된 작동 예의 인쇄 헤드(22)는 2개의 배출 디바이스(24)를 포함한다. 배출 디바이스(24)는 분사 노즐(28)로서 실행된다. 분사 노즐(28)은 개별 액적 또는 복셀(44)의 형태로 인쇄 재료(42)를 배치한다. 다른 배출 디바이스(24)는 디스펜서(26)로서 구성되고 가닥(46)의 형태로 인쇄 재료(42)를 배치한다.
도 2에 도시된 실례에서, 분사 노즐(28) 및 디스펜서(26) 양자 모두는 대상물(40)의 표면을 형성하는 복셀(44)을 배치하기 위해 분사 노즐(28)을 사용하고, 대상물(40)의 내부를 빠르게 채우기 위해 가닥(46)을 배치하도록 디스펜서(26)를 사용함으로써, 대상물(40)의 적층 구성을 위해 사용된다.
UV/VIS 방사선의 작용에 의해 경화되는 인쇄 재료(42)가 사용된다면, UV/VIS 광원을 제공하는 것이 바람직하다. 도 2의 실시예에서,이를 위해, 위치 선택적 방식으로 UV/VIS 광을 방출하는 LED 바(34)가 제공된다. UV/VIS 광으로 베이스 플레이트(30)의 영역을 커버하기 위해, LED 바(34)는 이동 가능하도록 설계된다. 대안적으로, 열 경화성 인쇄 재료(42)의 경우, 인쇄 재료(42)의 위치 선택적 가열을 위해 설정된 IR 광원을 제공하는 것이 바람직하다. 이를 위해, IR 광원은 특히 인쇄 헤드(22)에 고정될 수 있다. 대안적으로, 가열 가능한 공간이 경화를 위해 사용될 수 있다.
인쇄 헤드(22)의 즉, 베이스 플레이트(30)에 대한 위치 설정을 위해, 3D 인쇄 디바이스(10)는 3개의 포지션 설정 유닛(18)을 또한 포함하며, 이들 각각의 포지션 설정 유닛(18)은 3개의 공간 축 X, Y, 및 Z 중 하나에서 이동을 가능하게 한다. 이를 위해, 포지션 설정 유닛(18) 각각은 이동이 가능하게 되는 축(32)에 연결된다. 도 2에 도시된 실례에서, 이를 위해, 포지션 설정 유닛(18) 중 하나는 베이스 플레이트(30)에 할당되고, "Z"로 지정된 공간 방향으로 베이스 플레이트(30)의 이동을 가능하게 한다. 2개의 다른 포지션 설정 유닛(18)은 인쇄 헤드(22)에 할당되고, 인쇄 헤드(22)가 "X" 및 "Y"로 지정된 공간 방향으로 이동하는 것을 가능하게 한다. 3개의 포지션 설정 유닛(18) 모두는 베이스 플레이트(30)에 대해 3개의 공간 방향 중 임의의 방향으로 인쇄 헤드(22)의 위치 설정을 가능하게 한다. 포지션 설정 유닛(18)은 제어 유닛(14)과 차례로 통신하는 기계 제어 시스템(16)에 의해 작동된다.
인쇄 헤드(22)의 포지션을 결정하기 위해, 3D 인쇄 디바이스(10)는 3개의 포지션 측정 유닛(20)을 갖는다. 포지션 측정 유닛(20)은 베이스 플레이트(30)에 대한 인쇄 헤드(22)의 상대적 포지션이 지속적으로 결정되도록 3개의 공간 방향 X, Y, 및 Z 중 하나에 각각 할당되고, 인쇄 헤드(22) 또는 베이스 플레이트(30)의 이동을 검출한다. 포지션 측정 유닛(20)은 제어 유닛(14)에 연결된다. 또한, 기계 제어 시스템(16)에 대한 연결이 제공될 수 있다.
도 3은 본 발명의 맥락에서 이용될 수 있는 다양한 이동 전략을 도시한다.
도 3a의 듀얼 이동 전략에서, 적어도 하나의 인쇄 헤드가 베이스 플레이트에 대해 선택된 주 프린트 방향으로 라인마다 앞뒤로 이동된다. 각각 라인이 끝나면, 인쇄 헤드는 인쇄 방향에 수직으로 한 라인 너비만큼 더 이동된다. 공정은 종래의 잉크젯 프린터의 인쇄와 유사하다.
도 3b의 횡단 이동 전략은 매우 상당히 듀얼 이동 전략과 일치한다. 듀얼 이동 전략과 대조적으로, 주 인쇄 방향은 매 재료층 후에 또는 매 n번째 재료층(여기서 n은 자연수) 후에 90°만큼 회전된다.
도 3c의 경계 이동 전략에서, 각각의 재료층에 대해, 먼저 대상물의 외주가 생산되고, 후속하여 듀얼 이동 전략에 의해 둘러싸인 영역이 채워진다.
언급된 이동 전략은 적절해 보인다면, 동일한 대상물의 범위 내에서 결합 및 변경될 수 있는 기본 패턴이다. 다양한 이동 전략의 혼합된 형태가 또한 가능하다.
도 4는 본 발명의 맥락에서 이용될 수 있는 복셀의 형태로 인쇄 재료(42)를 배치하기 위한 다양한 옵션을 도시한다.
도 4a의 제1 변형예에서는, 복셀은 인쇄 래스터를 따라 배치된다.
도 4b의 제2 변형예에서는, 복셀은 라인별로 서로에 대해 상대적으로 오프셋 배치된다.
도 4c의 제3 변형예에서는, 상이한 크기의 복셀이 배치된다.
도 4d의 제4 변형예에서는, 상이한 크기의 복셀이 서로에 대해 오프셋 배치된다.

Claims (15)

  1. 적어도 하나의 배출 디바이스(24)를 갖는 적어도 하나의 인쇄 헤드(22)를 구비한 3D 인쇄 디바이스(10)를 사용하여 대상물(40)을 생산하는 방법으로서,
    상기 배출 디바이스(24)는 상기 대상물(40)을 적층 제조하기 위해 목표 포지션에 인쇄 재료(42)를 배치하도록 설정되고,
    상기 인쇄 헤드(22)의 포지션은 포지션 측정 유닛(20)에 의해 지속적으로 결정되고,
    상기 인쇄 재료(42)는 상기 인쇄 헤드(22)의 지속적으로 결정된 포지션에 따라 상기 배출 디바이스(24)에 의해 배치되는, 3D 인쇄 디바이스(10)를 사용하여 대상물(40)을 생산하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    오류로 배치되지 않은 인쇄 재료(42)는 인쇄 재료가 경화되기 전에 검출되고 재인쇄되는, 3D 인쇄 디바이스(10)를 사용하여 대상물(40)을 생산하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 인쇄 재료(42)는 방사선에 의해 또는 열적 수단에 의해 위치 선택적 방식으로 또는 전체 영역에 걸쳐 경화되는, 3D 인쇄 디바이스(10)를 사용하여 대상물(40)을 생산하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인쇄 재료(42)의 경화는 인쇄 재료(42)의 층의 배치 후에, 인쇄 재료(42)의 다수의 층의 배치 후에, 또는 인쇄 중에 직접 이행되는, 3D 인쇄 디바이스(10)를 사용하여 대상물(40)을 생산하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    복셀(44) 형태의 인쇄 재료(42)의 경우,
    a) 상기 대상물(40)의 가장자리 선명도는 복셀 크기를 조정함으로써 재조정되고, 및/또는
    b) 상기 대상물(40)의 표면 품질은 복셀 오프셋을 조정함으로써 재조정되고, 및/또는
    c) 상기 대상물(40)의 치수 안정성은 상기 배출 디바이스(24)의 이동 전략을 조정함으로써 재조정되고,
    가닥(46) 형태의 인쇄 재료(42)의 경우,
    d) 상기 대상물(40)의 가장자리 선명도 및 표면 품질은 체적 유량을 조정함으로써 재조정되고, 및/또는
    e) 상기 대상물(40)의 치수 안정성은 상기 배출 디바이스의 이동 전략을 조정함으로써 재조정되는, 3D 인쇄 디바이스(10)를 사용하여 대상물(40)을 생산하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인쇄 헤드(22) 및/또는 상기 대상물(40)이 배치되는 베이스 플레이트(30)의 포지션은 정확한 포지션을 차지하도록 상기 인쇄 헤드(22)의 상기 지속적으로 결정된 포지션에 따라 재조정되는, 3D 인쇄 디바이스(10)를 사용하여 대상물(40)을 생산하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인쇄 헤드(22)의 순간 속도가 또한 지속적으로 결정되고, 상기 인쇄 재료(42)는, 상기 인쇄 헤드(22)의 상기 지속적으로 결정된 포지션 및 상기 인쇄 헤드(22)의 지속적으로 결정된 순간 속도에 따라, 특히 가닥(46) 형태의 인쇄 재료(42)의 경우에 체적 유량의 조정에 의해 배치되는, 3D 인쇄 디바이스(10)를 사용하여 대상물(40)을 생산하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대상물(40)은 엘라스토머 부품, 특히 실리콘 엘라스토머 부품인, 3D 인쇄 디바이스(10)를 사용하여 대상물(40)을 생산하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 청구된 방법 중 하나의 방법에 의해 생산된 엘라스토머 부품.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법의 수행을 위한 컴퓨터 프로그램으로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은 프로그래밍 가능한 컴퓨터 유닛에서 실행되는, 컴퓨터 프로그램.
  11. 적어도 하나의 배출 디바이스(24)를 갖는 적어도 하나의 인쇄 헤드(22)를 구비한, 3D 인쇄 방법에 의해 대상물(40)을 생산하기 위한 3D 인쇄 디바이스(10)로서,
    상기 배출 디바이스(24)는 상기 대상물(40)을 적층 제조하기 위해 목표 포지션에 인쇄 재료(42)를 배치하기 위한 제어 유닛(14)을 가지고,
    상기 3D 인쇄 디바이스는 상기 인쇄 헤드(22)의 포지션이 지속적으로 결정될 수 있는 포지션 측정 유닛(20)을 가지고,
    상기 포지션 측정 유닛(20)은 상기 배출 디바이스(24)의 상기 제어 유닛(14)에 연결되고,
    상기 배출 디바이스(24)는 상기 인쇄 헤드(22)의 지속적으로 결정된 포지션의 함수로서 상기 인쇄 재료(42)를 배치하도록 설정되는, 대상물(40)을 생산하기 위한 3D 인쇄 디바이스(10).
  12. 제11항에 있어서,
    상기 배출 디바이스(24)는 상기 제어 유닛(14) 및/또는 디스펜서(26)에 의해 작동되는 적어도 하나의 분사 노즐(28)을 갖는, 대상물(40)을 생산하기 위한 3D 인쇄 디바이스(10).
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 포지션 측정 유닛(20)은, 모터, 로터리 엔코더, 광학 스케일, 특히 유리 스케일, GPS 센서, 레이더 센서, 초음파 센서, LIDAR 센서, 및/또는 적어도 하나의 광 배리어 상에 적어도 하나의 스텝 카운터를 포함하는, 대상물(40)을 생산하기 위한 3D 인쇄 디바이스(10).
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 3D 인쇄 디바이스(10)는 인쇄될 대상물(40)의 템플릿을 포함하는 주 제어기(12)를 가지고, 상기 배출 디바이스(24)의 상기 제어 유닛(14) 및 상기 주 제어기(12)는 서로 간의 양방향 통신을 위해 설정되는, 대상물(40)을 생산하기 위한 3D 인쇄 디바이스(10).
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 3D 인쇄 디바이스(10)는 인쇄 헤드(22)에 할당된 다수의 배출 디바이스(24)를 가지고, 상기 다수의 배출 디바이스(24)는 상기 인쇄 헤드(22)의 상기 지속적으로 결정된 포지션에 따라 인쇄 재료(42)를 배치하도록 설정되는, 대상물(40)을 생산하기 위한 3D 인쇄 디바이스(10).
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